[发明专利]旋转输入装置及使用该旋转输入装置的旋转检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及旋转型输入装置，更具体而言，涉及一种能够通过其输入旋转信息的旋转输入装置以及利用该旋转输入装置的旋转传感器。 

背景技术

图1A是常规的旋转输入装置2的分解透视图，图1B是沿图1A的线B-B的剖视图。盘状旋转部件7由绝缘体形成，使用者可以通过将其手指3轻搭在盘状旋转部件7的顶部来流畅地转动旋转部件7。常规的旋转输入装置2能够检测由手指3引起的旋转部件7的旋转角度。 

在图1B所示的壳4的一部分中，形成有沿垂直于旋转部件7的方向(下面该方向将称为z方向)下陷的操作区域2A。在操作区域2A中，在例如八个圆周位置分别形成有凹陷8。在这些凹陷8中，分别设置八个电极6a、6b、6c、...、6h。在凹陷8中的电极6a至6h的表面上，层叠有绝缘片5，使得操作区域2A的整个区域上覆盖有绝缘片5。 

旋转轴16固定到形成在操作区域2A的中心处的轴承14上，旋转部件7可旋转地安装在旋转轴16上。旋转部件7薄至1mm或更薄，且由相对硬的树脂片例如PET(聚乙烯对苯二甲酸酯)形成。 

旋转部件7的直径小于操作区域2A，且旋转部件7适于在操作区域2A中转动且同时在绝缘片5的表面上滑动。另外，绝缘片5和旋转部件7之间的摩擦阻力很小，允许旋转部件7平滑转动。 

在常规的旋转输入装置2中，如图1所示，当将手指3轻压在旋转部件7表面上时，转动手指3，旋转部件7会与手指3一起转动。这使使用者在转动旋转部件7时能够防止手指3太过离开操作区域2A。而且，由于用户能够操纵一机械旋转部件，其能够得到实际操作旋转输入装置2的感觉(一种通过操纵激发的操纵感或自信)。 

下面，将描述一种检测由手指3引起的旋转角度的方法。使手指3接近或与旋转部件7的表面接触，人体用作接地部件，在手指3和电极6a-6h中的任一个或邻近的一个之间产生静电电容C。平行板电容器的电容C可由下面给出的公式表示： 

C＝ε·S/d                 (1) 

其中ε是电极6和手指3之间的介电常数，S是电极6和手指3彼此相对的面积，d是彼此相对的电极6和手指3之间的距离。 

与旋转部件7一起朝向例如电极6a转动手指3，手指3与电极6a之间的距离d减小而面积S增加。结果，电容C的值增加，如公式(1)所示。相反，随着手指3在转动旋转部件时离开电极6a，距离d增加且相应地面积S减小。结果，电容C的值相应地减小。 

利用电容C的值的这些变化，旋转输入装置2能够检测旋转部件的旋转角度。专利文献1中给出了旋转输入装置2的细节。专利文献2中也描述了类似于旋转输入装置2的现有技术。 

专利文献1：日本专利申请特开No.2004-311196 

专利文献2：日本专利申请特开No.2005-149856 

发明内容

下面将描述两个问题。 

常规旋转输入装置2是这样的装置，如上所述，其通过检测使用者的身体部分例如使用者的手指3与电极6之间的电容的改变来检测旋转角度。然而，取决于使用者的手指3按压旋转部件7所施加的力的强度或角度，面积S变化很大，导致不能精确测量电容C。另一问题在于介电常数也可能随使用者的手指3的温度改变而变化。再一问题是不能检测旋转部件的旋转方向。 

解决问题的手段 

本发明的目的是提供一种电容型旋转输入装置，其中被检测的电容对周围环境的影响较不敏感；以及使用该输入装置的旋转传感器。 

根据本发明第一方面的一种旋转输入装置包括： 

外壳； 

盘形旋转部件，可旋转地支承到所述外壳； 

等距电极保持板，具有沿第一圆等距地间隔开的N个第一等距电极和沿着平行于所述第一圆的第二圆等距地间隔开的N个第二等距电极，所述等距电极保持板附着到所述旋转部件，所述N是等于或大于1的整数，且所述第 一和第二等距电极电互连；及 

相位电极保持板，具有沿以平行关系与所述第一圆相对的第三圆设置且电互连的α个a相位电极、沿以平行关系与所述第二圆相对的第四圆设置且电互连的β个b相位电极，以及分别电连接到所述a相位电极和所述b相位电极的第一和第二引线，所述相位电极保持板固定到所述外壳，所述α是等于或大于1的整数，且所述β是等于或大于1的整数；